Фиксация изображения цифровым аэрофотоаппаратом

Для регистрации изображения используется электронно-оптический преобразователь, а для хранения - флэш-память.

Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) - прибор, преобразующий световой поток в электрический сигнал. Характеризуется разрешением - количеством точек по вертикали и горизонтали, а также соотношением сигнал/шум.

Флэш-память - энергонезависимая память, сохраняющая информацию после выключения питания. Характеризуется форм-фактором, емкостью (в мегабайтах), скоростью доступа и напряжением питания.

В качестве ЭОП используются два типа устройств - ПЗС-матрицы (матрицы приборов с зарядовой связью) и КМОП-матрицы. Чаще в цифровых фотокамерах используются ПЗС-матрицы.

ПЗС, прибор с зарядовой связью, - устройство, накапливающее электронный заряд при попадании на него светового потока. Уровень заряда зависит от интенсивности и продолжительности освещения. В англоязычной литературе используется определение CCD (Couple-Charged Device).

По конструкции данные устройства примерно похожи на используемые в видеокамерах матрицы, основное различие заключается в разрешении. Эта же характеристика является одной из основных при описании цифровой фотокамеры, именно дороговизна ПЗС-матриц с большим количеством элементов сдерживала развитие цифровой фотографии.

Цифровая камера непрерывно получает изображение с матрицы и отображает его на мониторе камеры. Если затвор закрыть, изображения на мониторе станет не видно. А вот после съёмки кадра с большим разрешением затвор закрывается на доли секунд - время, требуемое для полного копирования информации с матрицы в память фотоаппарата.

Рис 2.4 Принцип фиксации изображения матрицей

Сразу за линзами объектива может быть расположен инфракрасный фильтр, препятствующий прохождению инфракрасных лучей на светочувствительную матрицу чувствительную к таким лучам. Наше зрение не позволяют увидеть инфракрасные лучи, а значит не должен их видеть и цифровой фотоаппарат. Иначе изображение, полученное при помощи подобной камеры будет отличаться от видимого нами, а подобное несоответствие мы воспримем как недостаток камеры.

Далее по ходу лучей света располагается светочувствительная матрица фотоаппарата - чип, верхняя часть которого выполнена из стекла. Под защитным стеклом находится светочувствительная поверхность матрицы. Именно характеристики матрицы в значительной степени определяют качество снимков, сказываются они и на цене камеры. Поверхность матрицы усеяна множеством мельчайших светочувствительных ячеек. Свет, падая на поверхность ячеек, создаёт в глубине каждой из них электрический заряд. Если света подействовало много - заряд большой, мало света, и заряд естественно не велик. После съёмки образовавшиеся заряды переносятся в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Здесь происходит их оцифровка, преобразование в цифровой вид. Большим зарядам присваиваются большие числа, а небольшим - маленькие. Если заряд в ячейке отсутствует, ему присваивается значение 0, а вот максимальное значение зависит от разрядности (битности) АЦП. У большинства камер это значение соответствует 255 (8 бит на канал).

Оцифрованная информация попадает в оперативную память камеры (ОЗУ). Это микросхема, способная хранить информацию только при наличии электрического питания. Если камера внезапно выключится, вся информация (будущий снимок) пропадёт. Снимок находится в ОЗУ всего лишь доли секунды. Здесь происходит его цифровая обработка - улучшается тоно - и цветопередача, корректируется резкость, яркость и контрастность изображения. Используемые на этой стадии алгоритмы обработки являются достоянием фирм-производителей фототехники. Не секрет, что в цифровых камерах разных фирм могут использоваться одинаковые светочувствительные матрицы, а количество полученного изображения будет существенно отличаться, причина этого кроется именно в различной цифровой обработке полученного сигнала.

Преобразованный в соответствии с фирменными разработками производителей и установками камеры снимок переносится в энергонезависимую память фотоаппарата или на карту памяти. Управляет всеми перемещениями и преобразованиями снимка в камере центральный процессор или, как принято говорить, чипсет. Ведь это не только процессор, здесь же находятся и другие аппаратные средства, управляющие камерой.

Одним из главных элементов в видеокамерах и цифровых фотоаппаратов является устройства, отвечающие за преобразования света в электрический сигнал. В настоящие время для этого применяются КМОП - секторы и приборы с зарядовой связью (ПЗС).

Зарядовая связь - это передача заряда от одного МОП - конденсатора другому, расположенных на одной кремниевой подложке.

МОП - конденсатор образован структурой металл - окисел - полупроводник, откуда и его название. Предположим, у нас как C1, C2, C3 (илл.1). Все они имеют одну общую обкладку в идее пластины кремния, которая называется подложкой.

Прочтите также:

Проект зональной сети передачи данных
Система передачи данных - система, предназначенная для передачи информации как внутри различных систем инфраструктуры организации, так и между ними, а также с внешними системами. Опреде ...

Универсальный, программируемый пульт дистанционного управления на PIC контроллере
Использование микроэлектронных средств в изделиях производственного и культурно-бытового назначения приводит не только к повышению технико-экономических показателей изделия (стоимо ...

Основы теории кодирования
помехоустойчивость кодирующий матрица Помехоустойчивость является одной из важнейших характеристик современных систем передачи информации. Возможность ее дальнейшего повышения при фиксиро ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru